汽车雨刷设计机构 燕山大学 机械原理

1、汽车风窗刮水器是用于汽车刮水刷的驱动装置。如图(a)所示，风窗刮水器工作时，由电动机带动齿轮装置1-2，传至曲柄摇杆装置2-3-4。电动机单向连续转动，刮水杆4作左右往复摆动。分析：曲柄2转动带动摇杆3，摇杆3带动雨刷4上下移动，从而达到刮水效果。优点：优点：雨刷刮水面积较大；雨刷刮水面积较大；结构相对较简结构相对较简单。单。缺点：缺点：中间固定部位中间固定部位4 4过长，过长，影响视线；雨刷向上移动的影响视线；雨刷向上移动的时，又将雨水向上刮，从而时，又将雨水向上刮，从而影响效率影响效率. .分析：本方案中通过电动机带动曲柄转动，从而实现两个摇杆相向运动，实现擦拭动作。优点：结构新颖。缺点：

2、两摇杆双曲柄，较复杂，双臂不同步。分析：曲柄2转动带动摇杆3，摇杆3带动连杆移动，从而使摆杆5、6左右以一定频率摆动，达到刮水的效果。优点：优点：1.整体构建布局可以在汽车上较为容易实现；2.机构简单实用，在满足运动要求前提下大大节省了材料；3.设置了急回特性急回特性（推杆快，收杆慢），因为在刮片起挂前，挡风玻璃上附着的雨水量相对较多，对司机观察前方路线不利，这时刮片需快速挂清雨水，而在回程时玻璃上雨量较少，这时慢挂可进一步刮净雨水，是玻璃保持相对较长的清晰度。同时急回特性的运用也提高了雨刮器的工作效率；4.在雨刮器收杆的时候，刮片贴紧挡风玻璃下沿时间较长，这就可以让雨刷器间隔工作，剩去了需脉

3、冲控制让雨刷器间隔工作这一步。结构简单，结构简单，影响视线影响视线结构新颖，结构新颖，但较为复杂，但较为复杂，且双臂不同且双臂不同步步. .巧妙应用急巧妙应用急回特性，简回特性，简单实用单实用 上图是一前风窗的尺寸示意图上图是一前风窗的尺寸示意图, ,经搜经搜索资料和文献我们选择一款轿车尺寸为索资料和文献我们选择一款轿车尺寸为标准，于是可知其前风窗大概尺寸标准，于是可知其前风窗大概尺寸L1L1为为1100mm1100mm，L2L2为为850mm850mm，L3L3为为1400mm1400mm，L4L4为为900mm900mm。 根据急回运动，而且我们想让雨刷旋转，根据急回运动，而且我们想让雨刷

4、旋转，所以我们设计的尺寸所以我们设计的尺寸 CD=4cm,l CD=4cm,l1 1=4cm, =4cm, l l2 2=12cm ,l=12cm ,l3 3 =12cm,l =12cm,l4 4 =13cm , =13cm ,比例尺比例尺u=11.25mm/1mmu=11.25mm/1mm。 经过计算，经过计算，这个雨刷经过的面积这个雨刷经过的面积基本符合我们的要求。面积基本符合我们的要求。面积 S=854777.78mmS=854777.78mm2 2=0.85477778m=0.85477778m2 2主要利用主要利用syms . ezplot.syms . ezplot.来编写程序。来

5、编写程序。function createfigure(X1, Y1)%CREATEFIGURE(X1, Y1)% X1: x 数据的矢量% Y1: y 数据的矢量 % 由 MATLAB 于 17-Jun-2015 14:46:52 自动生成 % 创建 figurefigure1 = figure; % 创建 axesaxes1 = axes(Parent,figure1,PlotBoxAspectRatio,434 342.3 85.575,. DataAspectRatio,1 1 1);box(axes1,on);hold(axes1,all); % 创建 plotplot(X1,Y1);

6、 % 创建 xlabelxlabel(x); % 创建 ylabelylabel(y); % 创建 titletitle(x = Y_1, y = -2 atan(56 cos(Y_1) + 131)/(48 sin(Y_1) + 2/(2304 sin(Y_1)2 - (104 cos(Y_1) - 25)2 + (48 cos(Y_1) - 156)2);function createfigure(X1, Y1)%CREATEFIGURE(X1, Y1)% X1: x 数据的矢量% Y1: y 数据的矢量 % 由 MATLAB 于 17-Jun-2015 15:13:35 自动生成 % 创

7、建 figurefigure1 = figure; % 创建 axesaxes1 = axes(Parent,figure1,PlotBoxAspectRatio,434 342.3 3423,. DataAspectRatio,1 1 1);box(axes1,on);hold(axes1,all); % 创建 plotplot(X1,Y1); % 创建 xlabelxlabel(x); % 创建 ylabelylabel(y); % 创建 titletitle(x = Y_1, y = (3 sin(2 atan(56 cos(Y_1) + 131)/(48 sin(Y_1) + 2/(2

8、304 sin(Y_1)2 - (104 cos(Y_1) - 25)2 + (48 cos(Y_1) - 156)2) + 2 atan(216 cos(Y_1) - 709)/(112 sin(Y_1) + 2/(12544 sin(Y_1)2 - (104 cos(Y_1) - 345)2 + (112 cos(Y_1) - 364)2)/(80 sin(2 atan(216 cos(Y_1) - 709)/(112 sin(Y_1) + 2/(12544 sin(Y_1)2 - (104 cos(Y_1) - 345)2 + (112 cos(Y_1) - 364)2) - Y_1);

9、function createfigure(X1, Y1)%CREATEFIGURE(X1, Y1)% X1: x 数据的矢量% Y1: y 数据的矢量 % 由 MATLAB 于 17-Jun-2015 15:49:42 自动生成 % 创建 figurefigure1 = figure; % 创建 axesaxes1 = axes(Parent,figure1,PlotBoxAspectRatio,434 342.3 3423,. DataAspectRatio,1 1 1);box(axes1,on);hold(axes1,all); % 创建 plotplot(X1,Y1); % 创建 x

10、labelxlabel(x); % 创建 ylabelylabel(y); % 创建 titletitle(x = Y_1, y = -(6 sin(2 atan(56 cos(Y_1) + 131)/(48 sin(Y_1) + 2/(2304 sin(Y_1)2 - (104 cos(Y_1) - 25)2 + (48 cos(Y_1) - 156)2) + 2 atan(216 cos(Y_1) - 709)/(112 sin(Y_1) + 2/(12544 sin(Y_1)2 - (104 cos(Y_1) - 345)2 + (112 cos(Y_1) - 364)2)/(6400

11、cos(2 atan(216 cos(Y_1) - 709)/(112 sin(Y_1) + 2/(12544 sin(Y_1)2 - (104 cos(Y_1) - 345)2 + (112 cos(Y_1) - 364)2) - Y_1) + (343 sin(2 atan(56 cos(Y_1) + 131)/(48 sin(Y_1) + 2/(2304 sin(Y_1)2 - (104 cos(Y_1) - 25)2 + (48 cos(Y_1) - 156)2) + 2 atan(216 cos(Y_1) - 709)/(112 sin(Y_1) + 2/(12544 sin(Y_1

12、)2 - (104 cos(Y_1) - 345)2 + (112 cos(Y_1) - 364)2)2)/(3200 sin(Y_1 + 2 atan(56 cos(Y_1) + 131)/(48 sin(Y_1) + 2/(2304 sin(Y_1)2 - (104 cos(Y_1) - 25)2 + (48 cos(Y_1) - 156)2)2) + (27 cos(2 atan(56 cos(Y_1) + 131)/(48 sin(Y_1) + 2/(2304 sin(Y_1)2 - (104 cos(Y_1) - 25)2 + (48 cos(Y_1) - 156)2) + 2 at

13、an(216 cos(Y_1) - 709)/(112 sin(Y_1) + 2/(12544 sin(Y_1)2 - (104 cos(Y_1) - 345)2 + (112 cos(Y_1) - 364)2) sin(2 atan(56 cos(Y_1) + 131)/(48 sin(Y_1) + 2/(2304 sin(Y_1)2 - (104 cos(Y_1) - 25)2 + (48 cos(Y_1) - 156)2) + 2 atan(216 cos(Y_1) - 709)/(112 sin(Y_1) + 2/(12544 sin(Y_1)2 - (104 cos(Y_1) - 3

14、45)2 + (112 cos(Y_1) - 364)2)2)/(3200 sin(2 atan(216 cos(Y_1) - 709)/(112 sin(Y_1) + 2/(12544 sin(Y_1)2 - (104 cos(Y_1) - 345)2 + (112 cos(Y_1) - 364)2) - Y_1)2);第一位置第一位置误差误差摇杆摇杆12.7%连杆连杆0.9%第二位置第二位置误差误差摇杆摇杆0.6%连杆连杆9.2%第一位置第一位置误差误差摇杆摇杆0.3%连杆连杆0.7%第二位置第二位置误差误差摇杆摇杆5.3%连杆连杆0.4%曲柄曲柄150度度360度逆度逆时针时针0度度150度逆时针度逆时针连杆连杆150度度180度顺度顺时针时针0度度30度逆时针度逆时针摇杆摇杆100度度10度顺时度顺时针针10度度100度逆时度逆时针针 通过这次课程设计，我们真是收获颇丰,不仅温习、巩固了课本上学所学知识，而且使让我们在实际操作中学会了多动脑带来的快乐，团体合作的